专利名称：用压力波调控分层配水的方法
技术领域：
本发明涉及油田注水井内分层配水的作业。
背景技术：
油田注水驱油开采中后期，需针对各层段剩余油的分布状况对各油层段进行配水，通过合理的分层配水使各油层段因注水获得的动力被调整到适当的程度，从而提高油井的产量。
注水驱油，是通过与油井相邻层段相通的注水井实现的。在注水井中设有一注水管柱，该管柱由注水管、封隔器、配水器等组成，各层段之间由封隔器隔开，配水器装在封隔器之间的注水管上，配水器上的堵塞器里装着具有某一孔径的水咀。分层配水就是通过更换不同孔径的水咀，使注水量发生变化。
当前所采用的分层配水的方法，是通过投捞作业施行的操作人员将专用工具通过相应设备从井口下到注水管柱中到达需更换水咀的层段，将该处配水器上的堵塞器取下捞出地面，更换水咀，再投放到该处并装好。
由于投捞作业工艺复杂、施工难度大，加上井深和结垢等因素，使投捞作业多次不成功的情况时有发生，而且，各个层段水咀的更换必须一一进行。因而，分层配水作业难度大，施工周期长。
发明内容
本发明的目的，是提供一种替代投捞作业，在地面用压力波调控井下各层段配水器过水面积从而实现分层配水的方法，达到既简易，又提高配水效能。
实现上述目的的方法是根据注水井需要配水的层段数量，将一组能接收地面压力信号的压控配水器各设定所在位置及动作的压力信号编码，设置接收和执行这些信号的程序；将装有具备上述设置的压控配水器的注水管下入水井中，并使其上各配水器位于相应层段；以地面高压泵产生的高压水作压力源，通过操作压力源和井口装置上的阀门，对需要调整水量的层段上的压控配水器发出与其动作相对应的压力编码信号，使之产生过水面积的变化。
本发明所述的压控配水器，由压力传感器1、控制电路2、电机3、闸门机构4组成，见图2。控制电路内编有程序，能判断压力传感器接收到的压力信号是否与本配水器所设置的压力信号编码相同以及根据编码传递的信息发出相应的动作指令；电机在动作指令的控制下正或反转以及转规定的转数或角度，带动闸门机构动作使过水面积增大或缩小。
所述的压力编码采取由地址码和动作码相组合。
所述的压力信号是由压力与时间所构成的各种压力波形。
所述的装有压控配水器的注水管柱，是在现行注水管柱上的封隔器5之间的对应层段处分别设置压控配水器P1、P2、P3……构成，见图1。
工作时高压水通过管线与井口装置相连通，操作高压泵和井口装置上的阀门产生压力变化，形成编码信号。
打开压力源和井口装置上的阀门，压力信号发至各层段压控配水器，各配水器的压力传感器接收到信号呼唤后，进入信息捕捉程序。井口工人按设定的由压力与时间所构成的波形操作，制造出与井下各压控配水器相约定的编码信号。当压控配水器接收到的信号同自己被设定的某一编码相同时，控制电路按编码信号使电机发出指令，驱动闸门机构执行相应动作，或者开大或者关小。
分层配水作业时，井口操作工按施工方案，分别对需要调整的层段的压控配水器发出相应的压力编码信号，全井配水施工即告完成。
本发明的优点1.利用地面现有设备通过压力编码，实现在地面对井下各层段注水量进行遥控，大为降低了现行以投捞作业进行分层配水的难度，减少操作人员，简化了作业设备。
2.操作简易、方便而且工作效率高、效果可靠。
图1为装有压控配水器的注水管柱的示意图；图2为装在注水管柱上的压控配水器的结构示意图；图3为设置了具有压控配水器的注水管柱的注水井示意图；图4为压控配水器P1开通第1档所对应的编码的压力波形图；图5为压控配水器P2开通第15档所对应的编码的压力波形图；图6为压控配水器P3关闭所对应的编码的压力波形图。
具体实施例方式下面结合图1、图3、图4以三个需控层段的注水井为例对本发明作进一步说明。
对由压力传感器、控制电路、电机、闸门机构组成的压控配水器，按配水器所要置于的层段和需要实现的各种过水面积，编制由地址码和动作码相组合的编码，在控制电路中设置接收和执行所述编码的程序。
本例对将置于图3中层段1、层段2、层段3处的配水器P1、P2、P3设置的编码采用七位二进制编制法，前三位为地址码，后四位为动作码，一种地址码与多种动作码相组合，以实现一个配水器的多种过水等级。本例所采用的动作码有16种，从0000～1111，其中0000为关闭的动作码，从0001～1111为配水器闸门开通15个档位的动作码。
设定P1开通的15个档位的编码为0010001、0010010、0010011、……
0011111P1关闭的碥码为0010000P2开通的15个档位的编码为0100001、0100010、0100011、……0101111P2关闭的编码为0100000P3开通的15个档位的编码为0110001、0110010、0110011、……0111111P3关闭的编码为0110000编码中每一位代号所占用的时间为5分钟，压力＞5MPa为“1”，＜5MPa为“0”。
上述编码中，以P1的0010001、P2的0101111、P3的0110000为例，绘出波形图，见图4、图5、图6。
当对注水井施工时，将完成了上述设置的压控配水器P1、P2、P3根据各所设定的层段如图1所示安装到注水管6上封隔器5之间，下入注水井7中，各个压控配水器对应相应层段，参见图3。
当要进行配水作业时，利用地面高压泵产生压力，根据施工方案确定的注水量，按相应的编码波形操作井口装置阀门，将信号发至各压控配水器，使其闸门处于相应的位置，完成分层配水作业。
下面以开通压控配水器P1第1档为例说明压力编码的发送。
P1开通第1档的编码为0010001，波形图见图4。
在发送每一组编码信号前，要加发一个压力值为5MPa以上、时间为1分钟的同步信号，图4中T表示。
操作产生高压水的高压泵和井口装置阀门1.发送同步信号将井口压力加到5MPa以上，保持1分钟后回降到＜5MPa压力。
2.发送0信号在＜5MPa压力下第5分钟起再保持5分钟，压控配水器P1这时检测到的压力＜5MPa，将0信号接收。
3.发送0信号从第10分钟起将＜5MPa压力保持5分钟，第二个0信号接收。
4.发送1信号从第15分钟起，将压力升到5MPa以上并保持5分钟，井下的压控配水器P1检测到的压力信号＞5MPa，将1信号接收。
5.发送0信号从第20分钟起将压力降至＜5MPa并保持15分钟，井下的压控配水器P1陆续将三个0信号接收。
6.从第35分钟起将压力升到5MPa以上并保持5分钟，压控配水器P1将1信号接收。
开通P1第1档的压力编码0010001发送完毕。
以此类推，完成各层段的编码发送。
权利要求
1.用压力波调控分层配水的方法，其特征是根据注水井需要配水的层段数量，将一组能接收地面压力信号的压控配水器各设定所在位置及动作的压力信号编码，设置接收和执行这些信号的程序；将装有具备上述设置的压控配水器的注水管柱下入注水井中，并使其上各配水器位于相应层段；以高压泵产生的高压水作压力源，通过操作压力源和井口装置上的阀门，对需要调整水量的层段上的压控配水器发出与其动作相对应的压力编码信号，使之产生过水面积的变化。
2.根据权利要求1的用压力波调控分层配水的方法，其特征是，所述的压力信号编码采取由地址码和动作码相组合。
3.根据权利要求1的用压力波调控分层配水的方法，其特征是，所述的压力信号是由压力与时间所构成的各种压力波形。
4.根据权利要求1和2的用压力波调控分层配水的方法，其特征是，一种地址码与多种动作码组合，使压控配水器的过水面积产生多个挡位。
全文摘要
用压力波调控分层配水的方法，涉及油田注水井内分层配水作业。是根据注水井需要配水的层段数量，将一组能接收地面压力信号的压控配水器各设定所在位置及动作的压力信号编码，设置接收和执行这些信号的程序，将装有具备上述设置的压控配水器的注水管柱下入注水井中，并使其上各配水器位于相应层段；以地面高压泵生产的高压水作压力源，通过操作压力源和井口装置上的阀门，对需要调整水量的层段上的压控配水器发出与其动作相对应的压力编码信号，使之产生过水面积的变化。本发明用地面遥控的方式，大为降低了以投捞作业的方式进行分层配水的难度，简化了作业设备和工人，成功率高、效果可靠。
文档编号G05B19/02GK1619097SQ200410061228
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月27日 优先权日2004年11月27日
发明者陈琳, 吴杰, 陈爱民 申请人:吴杰, 陈琳